(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用流体を貯湯する貯湯タンク（１１）と、
圧縮機（２１）と放熱器（２２）とを有し、前記放熱器（２２）に前記貯湯タンク（１１）から低温の給湯用流体を通水して沸き上げ運転を行うヒートポンプ熱源機（２０）と、
前記貯湯タンク（１１）の下部から取り出した低温の給湯用流体を前記ヒートポンプ熱源機（２０）によって沸き上げ、その沸き上げられた給湯用流体を前記貯湯タンク（１１）の上部に戻す給湯用流体加熱回路（Ｋ１）と、
給湯用流体が通過する１次側流路（３４ａ）とブラインが通過する２次側流路（３４ｂ）とを有し、給湯用流体によってブラインを加熱する水ブライン熱交換器（３４）と、
前記貯湯タンク（１１）から取り出した給湯用流体を前記水ブライン熱交換器（３４）に流通させた後、前記貯湯タンク（１１）の下部に戻すブライン加熱回路（Ｋ２）と、
前記水ブライン熱交換器（３４）にて加熱されたブラインを暖房の用途に放熱する暖房器（３１）とを備える貯湯式給湯暖房装置において、
前記貯湯タンク（１１）から中温の給湯用流体を取り出す中温水取り出し経路（１４）が設けられ、
前記給湯用流体加熱回路（Ｋ１）および前記ブライン加熱回路（Ｋ２）は、前記ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体、前記中温水取り出し経路（１４）から取り出された中温の給湯用流体、もしくは前記貯湯タンク（１１）の上部から取り出された高温の給湯用流体のいずれかを前記ブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通するように構成し、前記中温水取り出し経路（１４）から取り出された中温の給湯用流体が前記ブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通しているときに、前記ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた高温の給湯用流体を前記貯湯タンク（１１）の上部に戻すように構成し、
前記給湯用流体加熱回路（Ｋ１）および前記ブライン加熱回路（Ｋ２）には、前記ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体を前記中温水取り出し経路（１４）側および前記貯湯タンク（１１）の上部側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第１流量調整手段（１６）と、前記ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体を前記水ブライン熱交換器（３４）側および前記中温取り出し経路（１４）側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第２流量調整手段（１７）と、が設けられ、
前記第１流量調整手段（１６）は、前記ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体の流れに関して、前記第２流量調整手段（１７）よりも上流に配置され、
前記第２流量調整手段（１７）は、前記第１流量調整手段（１６）から前記中温水取り出し経路（１４）に至る経路の途中に配置され、
前記第１流量調整手段（１６）と前記第２流量調整手段（１７）は、前記中温水取り出し経路を閉塞して前記貯湯タンク（１１）から中温の給湯用流体を取り出すことなく、前記ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体と前記貯湯タンク（１１）の上部から取り出された高温の給湯用流体とを前記ブライン加熱回路（Ｋ２）へ流通させるように流路を切り換えることを特徴とする貯湯式給湯暖房装置。
【請求項２】
前記中温水取り出し経路（１４）は、前記貯湯タンク（１１）の下部と、前記貯湯タンク（１１）の中間部とから中温の給湯用流体を取り出すように配設され、その下部もしくは中間部のいずれか一方を選択できるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式給湯暖房装置。
【請求項３】
前記給湯用流体加熱回路（Ｋ１）は、凍結運転のときに、前記放熱器（２２）を流出した給湯用流体を前記ブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯暖房装置。
【請求項４】
前記ヒートポンプ熱源機（２０）は、高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の貯湯式給湯暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルからなるヒートポンプ熱源機を用いて給湯用流体を沸き上げ、貯湯タンク内に貯められた給湯用流体を用いて給湯を行うとともに、その給湯用流体を用いてブラインを加熱し、その加熱されたブラインを暖房器に循環させて暖房や乾燥などを行う貯湯式給湯暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の給湯暖房装置として、例えば、図２０に示すように、給湯用流体である給湯水を貯湯する貯湯タンク１１と、圧縮機２１、放熱器である水熱交換器２２、減圧器である膨張弁２３、および空気熱交換器２４を有するヒートポンプサイクルＲからなるヒートポンプ熱源機２０とを備え、給湯用流体加熱回路Ｋ１にて貯湯タンク１１の下部から取り出した低温の給湯水を水熱交換器２２の給湯水通路２２ｂに通水させてヒートポンプ熱源機２０によって沸き上げ、その沸き上げられた高温（例えば、７５〜９０℃程度）の給湯水を貯湯タンク１１の上部に戻して貯湯するとともに、その高温の給湯水を用いて給湯を行うものが知られている。
【０００３】
図中に示す符号３４は、高温（例えば、７５〜９０℃程度）の給湯水を１次側流路３４ａに流通させて２次側流路３４ｂに流通するブラインを加熱する水ブライン熱交換器であって、ブライン加熱回路Ｋ２にて貯湯タンク１１の上部から取り出した高温の給湯水を水ブライン熱交換器３４に流通させた後、貯湯タンク１１の下部に戻している。
【０００４】
そして、ブライン循環回路Ｂｊにて水ブライン熱交換器３４で加熱されたブラインを暖房器３１との間で循環させて暖房や乾燥などを行っている。つまり、貯湯タンク１１に貯湯された高温（例えば、７５〜９０℃程度）の給湯水を熱源として、ブラインを加熱し、暖房器３１で加熱されたブラインを放熱させて暖房や乾燥などを行っている。
【０００５】
なお、図中に示すその他の説明しない符号は、後述する本発明の実施形態での符号と対応しているため、ここでの説明は省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような構成であると、高温（例えば、７５〜９０℃程度）の給湯水を用いてブライン加熱回路Ｋ２に流通させると、特に冬季において、暖房器３１の使用時間が長くなる。これにより、貯湯タンク１１には中温（例えば、４０〜６０℃程度）の給湯水が多量に貯湯されることになる。
【０００７】
言い換えると、中温の給湯水が多量に貯湯されると、その給湯水を給湯および暖房に用いることができず使い切れない状態でヒートポンプ熱源機２０の沸き上げ運転が必要となる。しかも、ヒートポンプ熱源機２０の沸き上げ運転を行うときに、水熱交換器２２に流入する給湯水の流入温度が上昇することでヒートポンプサイクルのＣＯＰ（成績係数）が低下する問題がある。
【０００８】
さらに、この種のヒートポンプ熱源機２０では、水熱交換器２２に流入する給湯水の流入温度が一定のときには、水熱交換器２２から流出する給湯水の温度（沸き上げ温度）を高めることでヒートポンプサイクルのＣＯＰ（成績係数）が低下する問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、中温の給湯用流体を暖房用に積極的に使用するとともに、ヒートポンプ熱源機のＣＯＰを向上させることができる貯湯式給湯暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、給湯用流体を貯湯する貯湯タンク（１１）と、圧縮機（２１）と放熱器（２２）とを有し、この放熱器（２２）に貯湯タンク（１１）から低温の給湯用流体を通水して沸き上げ運転を行うヒートポンプ熱源機（２０）と、貯湯タンク（１１）の下部から取り出した低温の給湯用流体をヒートポンプ熱源機（２０）によって沸き上げ、その沸き上げられた給湯用流体を貯湯タンク（１１）の上部に戻す給湯用流体加熱回路（Ｋ１）と、給湯用流体が通過する１次側流路（３４ａ）とブラインが通過する２次側流路（３４ｂ）とを有し、給湯用流体によってブラインを加熱する水ブライン熱交換器（３４）と、貯湯タンク（１１）から取り出した給湯用流体を水ブライン熱交換器（３４）に流通させた後、貯湯タンク（１１）の下部に戻すブライン加熱回路（Ｋ２）と、水ブライン熱交換器（３４）にて加熱されたブラインを暖房の用途に放熱する暖房器（３１）とを備える貯湯式給湯暖房装置において、
貯湯タンク（１１）から中温の給湯用流体を取り出す中温水取り出し経路（１４）が設けられ、
給湯用流体加熱回路（Ｋ１）およびブライン加熱回路（Ｋ２）は、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体、中温水取り出し経路（１４）から取り出された中温の給湯用流体、もしくは貯湯タンク（１１）の上部から取り出された高温の給湯用流体のいずれかをブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通するように構成し、
中温水取り出し経路（１４）から取り出された中温の給湯用流体をブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通しているときに、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた高温の給湯用流体を貯湯タンク（１１）の上部に戻すように構成し、
給湯用流体加熱回路（Ｋ１）およびブライン加熱回路（Ｋ２）には、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体を中温水取り出し経路（１４）側および貯湯タンク（１１）の上部側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第１流量調整手段（１６）と、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体を水ブライン熱交換器（３４）側および中温取り出し経路（１４）側の少なくとも一方に流通させるように流路を切り換える第２流量調整手段（１７）と、が設けられ、
第１流量調整手段（１６）は、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体の流れに関して、第２流量調整手段（１７）よりも上流に配置され、
第２流量調整手段（１７）は、第１流量調整手段（１６）から中温水取り出し経路（１４）に至る経路の途中に配置され、
第１流量調整手段（１６）と第２流量調整手段（１７）は、前記中温水取り出し経路を閉塞して貯湯タンク（１１）から中温の給湯用流体を取り出すことなく、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体と貯湯タンク（１１）の上部から取り出された高温の給湯用流体とをブライン加熱回路（Ｋ２）へ流通させるように流路を切り換えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、貯湯タンク（１１）内の中温の給湯用流体を積極的に暖房用として用いることができる。従って、ヒートポンプ熱源機（２０）の沸き上げ運転を行うときに、中温の給湯用流体の残湯量が低下することでヒートポンプ熱源機（２０）のＣＯＰを向上させることができる。また、暖房器（３１）を運転しているときに、高温の貯湯運転が同時に行えるので、例えば、貯湯タンク（１１）内の貯湯量が減少したときに、湯切れを発生することなく給湯と暖房運転を同時に行うことができる。
【００１２】
また、ヒートポンプ熱源機（２０）で沸き上げられた給湯用流体をブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通するように構成したことにより、ヒートポンプ熱源機（２０）の沸き上げ温度を暖房器（３１）に応じた沸き上げ温度に低下させることができる。
【００１３】
例えば、暖房器（３１）が床暖房装置であれば、ブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通する給湯用流体を中温（例えば、４０〜６０℃程度）の沸き上げ運転を行えば良い。これにより、高温よりも沸き上げ温度を低下させることでヒートポンプ熱源機（２０）のＣＯＰを向上させることができる。
【００１４】
なお、高温の給湯用流体をブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通させるときは、例えば、ブライン加熱回路（Ｋ２）側が暖房運転開始直後の立ち上がりのときに高温の給湯用流体を用いることで暖房器（１０）の立ち上がり特性が良好となる。
【００２５】
請求項２に記載の発明では、中温水取り出し経路（１４）は、貯湯タンク（１１）の下部と、貯湯タンク（１１）の中間部とから中温の給湯用流体を取り出すように配設され、その下部もしくは中間部のいずれか一方を選択できるように構成したことを特徴としている。
【００２６】
この発明によれば、貯湯タンク（１１）内の貯湯量が多いときは、貯湯タンク（１１）の下部に中温の給湯用流体が貯湯され、貯湯タンク（１１）内の貯湯量が少ないときは、貯湯タンク（１１）の中間部に中温の給湯用流体が貯湯される。従って、より効果的に、貯湯タンク（１１）から中温の給湯用流体を取り出すことができる。これにより、中温の給湯用流体を暖房用に積極的に使用できる。
【００２７】
請求項３に記載の発明では、給湯用流体加熱回路（Ｋ１）は、凍結運転のときに、放熱器（２２）を流出した給湯用流体をブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通するように構成したことを特徴としている。
【００２８】
この発明によれば、給湯用流体加熱回路（Ｋ１）側から貯湯タンク（１１）の上部、および中温水取り出し経路（１４）に流出なくブライン加熱回路（Ｋ２）側に流通されることで、貯湯タンク（１１）内に貯えられた給湯用流体の熱量を低下させることなく、給湯用流体加熱回路（Ｋ１）およびブライン加熱回路（Ｋ２）の凍結防止運転が容易に行うことができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明では、ヒートポンプ熱源機（２０）は、高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成されていることを特徴としている。この発明によれば、高温（例えば、約９０℃）の給湯用流体を貯湯タンク（１１）内に貯えることができる。
【００３４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による貯湯式給湯暖房装置を図１ないし図１３に基づいて説明する。図１は本実施形態の貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図であるとともに、暖房運転したときの給湯用流体である給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【００３６】
図２は、制御装置４０による暖房運転の制御処理を示すフローチャートである。また、図３ないし図１０は暖房運転したときの給湯用流体である給湯水の流れ方向を示す説明図である。さらに、図１１および図１２は貯湯タンク内に給湯水を貯湯する貯湯運転をしたときの給湯水の流れ方向を示す説明図であり、図１３は凍結防止運転をしたときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【００３７】
ところで、図１中、ヒートポンプ熱源機２０は、減圧器として電気式膨張弁２３を用い、給湯用流体として給湯水を加熱し高温（本実施形態では、約９０℃）の温水を生成する超臨界ヒートポンプサイクルである。
【００３８】
この超臨界ヒートポンプサイクルとは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば、二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。
【００３９】
本実施形態の貯湯式給湯暖房装置は、図１に示すように、大別すると、貯湯タンク１１を有するタンクユニット１０、ヒートポンプサイクルＲからなる冷凍サイクル機器が収納されたヒートポンプ熱源機２０、床暖房装置３１を備える暖房ユニット３０、および制御装置４０から構成される。
【００４０】
まず、ヒートポンプ熱源機２０は、図１に示すように、２１は冷媒（本実施形態では二酸化炭素）を吸入圧縮する圧縮機であり、この圧縮機２１は、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（図示せず）および圧縮機構を駆動する電動モータ（図示せず）が一体となった電動圧縮機である。
【００４１】
２２は圧縮機２１から吐出する冷媒と給湯水とを熱交換する放熱器である水熱交換器であり、この水熱交換器２２は、冷媒通路２２ａに流れる冷媒流れと給湯水通路２２ｂに流れる給湯水流れとが対向するように構成された対向流型の熱交換器である。
【００４２】
２３は水熱交換器２２から流出する冷媒を減圧する減圧器である電気式膨張弁であり、２４は、電気式膨張弁２３（以下、膨張弁２３と称する）から流出する冷媒を蒸発させて大気中の熱を冷媒に吸収させるとともに、後述するアキュムレータ２５（圧縮機２１の吸入側）に向けて冷媒を流出する空気熱交換器である。
【００４３】
２５は、空気熱交換器２４から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を圧縮機２１の吸入側に流出するとともに、ヒートポンプサイクル中の余剰冷媒を蓄えるアキュムレータである。
【００４４】
２４ａは空気熱交換器２４に空気（外気）を送風するとともにその送風量を調節することができる送風機であり、この送風機２４ａ、圧縮機２１および膨張弁２３は、図示しない各センサから検出される圧力情報、温度情報に基づいて制御装置４０により制御されている。
【００４５】
そして、給湯用流体加熱回路Ｋ１は、給湯水の加熱手段である上記水熱交換器２２の給湯水通路２２ｂと、給湯水を循環させる給湯水循環ポンプ２６とを備え、給湯水を貯湯する貯湯タンク１１とを環状に接続して接続される。
【００４６】
給湯水循環ポンプ２６は、貯湯タンク１１の下部に設けられた吸入口１１ａから低温の給湯水を取り出して給湯水通路２２ｂに通水させて貯湯タンク１１の上部に設けられた吐出口１１ｂに還流するように水流を発生させるポンプである。
【００４７】
この給湯水循環ポンプ２６は、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置４０により制御される。なお、符号５２は、水熱交換器２２から流出する給湯水の沸き上げ温度を検出する温度センサであり、この温度センサ５２の検出信号が制御装置４０に入力され、この検出信号に基づいて給湯水循環ポンプ２６の回転数が制御される。
【００４８】
つまり、ヒートポンプ熱源機２０を作動させて沸き上げ運転を行う時は、水熱交換器２２から流出する給湯水の沸き上げ温度が目標沸き上げ温度となるように給湯用流体加熱回路Ｋ１を流通する流量を給湯水循環ポンプ２６の回転数により制御している。
【００４９】
なお、図中に示す符号１６、１７は、一方の経路といずれか他方の経路との連通割合を可変する比例弁を用いた二つの第１、第２流量調節手段１６、１７であって、一方の経路からいずれか他方の経路が連通する開度に切り換えるとともに、他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えることができる流量調節弁である。
【００５０】
具体的には、図１に示すように、給湯用流体加熱回路Ｋ１において、水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の吐出口１１ｂとの間に、第１、第２流量調節手段１６、１７の一方の経路といずれか他方の経路とを連結するように接続し、さらに、第１流量調節手段１６の他方の経路をブライン加熱回路Ｋ２（後述する）側に接続し、第２流量調節手段１７の他方の経路を中温取り出し経路１４（後述する）側に接続している。
【００５１】
言い換えれば、一方の第１流量調節手段１６は、水熱交換器２２を流出した給湯水をブライン加熱回路Ｋ２に流通させるか、または貯湯タンク１１の上部に流通させるかのいずれか一方に切り換えるとともに、給湯用流体加熱回路Ｋ１、ブライン加熱回路Ｋ２、および貯湯タンク１１の上部とを連通するように切り換える。
【００５２】
他方の第２流量調節手段１７は、水熱交換器２２を流出した給湯水を第１流量調節手段１６の一方の経路に流通させるか、または中温取り出し経路１４に流通させるかのいずれか一方に切り換えるとともに、給湯用流体加熱回路Ｋ１、第１流量調節手段１６の一方の経路、貯湯タンク１１の中間部とを連通するように切り換える。そして、制御装置４０により開度が制御される（詳しくは後述する）。
【００５３】
これにより、二つの流量調節手段１６、１７を組み合わせることで、給湯用流体加熱回路Ｋ１、ブライン加熱回路Ｋ２、貯湯タンク１１の上部、および貯湯タンク１１の中間部とが連通するようになっている。
【００５４】
次に、タンクユニット１０は、貯湯タンク１１とその貯湯タンク１１とに接続される配管類から構成される。貯湯タンク１１は、耐食性に優れた金属製（例えば、ステンレス製）からなり、縦長形状に形成され、外周部に図示しない断熱材が配置されており高温の給湯水を長時間に渡って保温することができるようになっている。
【００５５】
また、その底面には導入口１１ｃが設けられ、この導入口１１ｃには貯湯タンク１１に水道水を導入する給水配管１２が接続されている。なお、この給水配管１２の上流には図示しない減圧逆止弁および開閉弁を介して上水に接続されて、所定圧の水道水を導入するようになっている。
【００５６】
一方、貯湯タンク１１の最上部には導出口１１ｄが設けられ、この導出口１１ｄには貯湯タンク１１内に貯えられた給湯水のうち、高温（例えば、７５〜９０℃）の給湯水を導出するための高温取り出し経路１３が接続されている。
【００５７】
そして、この高温取り出し経路１３の経路途中には、図示しない逃がし弁が設けられた排出配管を接続しており、貯湯タンク１１内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１１内の給湯水を外部に排出して、貯湯タンク１１などにダメージを与えないようになっている。
【００５８】
また、図中に示す１４は、貯湯タンク１１内に貯えられた給湯水のうち、高温の給湯水よりも湯温の低い中温（例えば、４０〜６０℃）の給湯水を取り出すための中温取り出し経路であり、貯湯タンク１１縦方向の略中間部、およびその中間部下方の下部に形成された導出口１１ｅ、１１ｆのいずれか一方から中温の給湯水を取り出すようにしている。
【００５９】
より具体的には、導出口１１ｅに取り出し管１４ａを接続させ、一方の導出口１１ｆに取り出し管１４ｂを接続させるとともに、互いの取り出し管１４ａ、１４ｂの下流端をそれぞれ三方弁１５に接続している。そして、三方弁１５の他方が中温取り出し経路１４の上流端に接続している。
【００６０】
三方弁１５は、導出口１１ｅもしくは導出口１１ｆのいずれか一方を選択して貯湯タンク１１内の中温の給湯水を中温取り出し経路１４に取り出すための切換弁であって制御装置４０により制御される。
【００６１】
これは、貯湯タンク１１内の貯湯量が多いときには、貯湯タンク１１の下部に中温の給湯水が貯湯され、貯湯タンク１１内の貯湯量が少ないときは、貯湯タンク１１の中間部に中温の給湯水が貯湯される。言い換えると、貯湯量に応じて変化する中温の給湯水をより効果的に取り出すことができる。
【００６２】
なお、中温取り出し経路１４の中途には、分岐点Ａが設けられ、その分岐点Ａに、第２流量調整手段１７の他方の経路の一つが繋がれている。そして、高温取り出し経路１３と中温取り出し経路１４との下流側合流部位に、流量調節弁である高中温混合弁１８が設けられている。
【００６３】
この高中温混合弁１８は、その下流側に設けられた給湯用混合弁１９に流通させる給湯水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比を調節することで、高温取り出し経路１３から取り出した高温の給湯水と中温取り出し経路１４から取り出した中温の給湯水との混合比を調節するようにしている。
【００６４】
そして、高中温混合弁１８は制御装置４０に電気的に接続されており、図示しない温度センサからの温度情報に基づいて制御される。例えば、給湯用混合弁１９に流通させる給湯水の湯温を所定温度（設定温度＋２℃程度）となるように、中温取り出し経路１４から取り出した中温の給湯水を積極的に混合させるようにして所定温度に温度調節されるようにしている。
【００６５】
そして、高中温混合弁１８の下流側に給湯用配管１３ａが接続されている。給湯用配管１３ａは、その下流端に設けられた図示しない給湯水栓、シャワー水栓等へ設定温度に温度調節された給湯水を導く配管であって、その流路の中途に給湯用混合弁１９が設けられている。
【００６６】
給湯用混合弁１９は、給湯用配管１３ａの末端で出湯する給湯水の湯温を調節する温度調節弁であり、それぞれの開口面積比（高中温混合弁１８で温度調節された給湯水側の開度と給水配管１２に連通する水側の開度の比率）を調節することで出湯する湯温を設定温度に調節する。そして、高中温混合弁１８、給湯用混合弁１９は、制御装置４０に電気的に接続されており、図示しない各温度センサからの温度情報に基づいて制御される。
【００６７】
また、貯湯タンク１１の外壁面には、貯湯量、もしくは貯湯温度を検出するための水温センサである複数の貯湯サーミスタ５１ａ〜５１ｆが縦方向（貯湯タンク１１の高さ方向）にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１１内に満たされた給湯水の各水位レベルでの温度情報を制御装置４０に出力するようになっている。
【００６８】
これにより、貯湯タンク１１内上方の沸き上げられた給湯水と貯湯タンク１１内下方の沸き上げられる前の低温の給湯水との境界位置を検出できるとともに、各水位レベルでの給湯水の湯温を検出できる。なお、貯湯サーミスタ５１ａ〜５１ｆのうち、導出口１１ｅ、１１ｆ近傍に設けられるサーミスタ５１ｂ〜５１ｅは中温の給湯水の貯湯温度を検出するセンサである。
【００６９】
次に、暖房ユニット３０は、ブラインを加熱するブライン加熱回路Ｋ２と、床暖房装置からなる暖房器３１へのブライン循環回路Ｂｊとから構成している。ブライン加熱回路Ｋ２は、ブラインの加熱手段である水ブライン熱交換器３４と、給湯水を水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに熱源である給湯水を循環させる熱源水循環ポンプ３２とを備え、貯湯タンク１１とを環状に接続して構成される。
【００７０】
水ブライン熱交換器３４は、貯湯タンク１１に貯湯された給湯水とブラインとを熱交換させてブラインを加熱する熱交換器であり、１次側流路３４ａに流れる給湯水流れと２次側流路３４ｂに流れるブライン流れとが対向するように構成された対向流型の熱交換器である。
【００７１】
そして、水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａ上流端は、第１流量調節手段１６のいずれか他方の経路に接続され、第１流量調節手段１６を介して貯湯タンク１１の上部に連通するように設けられている。さらに、水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａ上流端は、第１流量調節手段１６と第２流量調節手段１７を介して貯湯タンク１１の中間部に連通している。
【００７２】
また、水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａ下流端は、貯湯タンク１１の下部に設けられた導入口１１ｇに接続されている。熱源水循環ポンプ３２は、第１、第２流量調節手段１６、１７により切り換えられた給湯水を取り出して水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに通水させて貯湯タンク１１の下部に設けられた導入口１１ｇに還流するように水流を発生させるポンプである。
【００７３】
この熱源水循環ポンプ３２は、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置４０により制御される。なお、図中に示す符号５３は、水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂから流出するブラインの出口温度を検出する温度センサであり、この温度センサ５３の検出信号が制御装置４０に入力され、この検出信号に基づいて熱源水循環ポンプ３２の回転数が制御される。
【００７４】
つまり、暖房ユニット３０を作動させて暖房運転を行う時は、水ブライン熱交換器３４から流出するブラインの出口温度が目標出口温度となるようにブライン加熱回路Ｋ２を流通する流量を熱源水循環ポンプ３２の回転数により制御している。
【００７５】
そして、その暖房運転を行う時に、ブライン加熱回路Ｋ２内に流通される給湯水は、給湯用流体加熱回路Ｋ１に設けられた二つの第２流量調節手段１６、１７により選択された給湯水が流通される。具体的には、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温または中温の給湯水、中温水取り出し経路１４から取り出された中温の給湯水、もしくは貯湯タンク１１の上部から取り出された高温の給湯水のいずれか一つが流通される。
【００７６】
ブライン循環回路Ｂｊは、ブラインの加熱手段である水ブライン熱交換器３４と、ブラインを水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂに循環させるブライン循環ポンプ３３と、暖房器３１とを備えて環状に接続して構成される。暖房器３１は、住居居室の床板下に配置される配管パネルである。
【００７７】
ブライン循環ポンプ３３は、内蔵するモータの回転数に応じて流量を調節することができ、制御装置４０により制御される。なお、このような床暖房装置は、人体が直接床材に触れても快適な暖房感が得られるよう、ブラインを熱く感じない６０℃程度の温度で暖房器３１に供給し、冷たく感じない４０℃程度の温度で暖房器３１に戻るような流量となるように、制御装置４０によりブライン循環ポンプ３３の回転数が制御される。
【００７８】
制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、予め設定された制御プログラムが設けられており、各センサ５１ａ〜５１ｆ、５２、５３などからの温度情報、圧力情報、図示しない操作盤からの操作情報に基づいて各種冷凍サイクル部品２１、２３、三方弁１５、第１、第２流量調節手段１６、１７、高中温混合弁１８、給湯水混合弁１９、および各種循環ポンプ２６、３２、３３のアクチュエータ類を制御している。
【００７９】
次に、以上の構成による貯湯式給湯暖房装置の作動を説明する。貯湯式給湯暖房装置の作動として、大別するとブライン加熱回路Ｋ２とブライン循環回路Ｂｊとが作動する暖房運転と、ヒートポンプ熱源機２０を作動させて貯湯タンク１１内に高温の給湯水を貯湯する貯湯運転と、外気温度が低いときに、給湯水が停滞する給湯用流体加熱回路Ｋ１およびブライン加熱回路Ｋ２における凍結防止運転とがある。
【００８０】
ところで、本実施形態では、暖房運転のときに、ブライン加熱回路Ｋ２に、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温または中温の給湯水、中温水取り出し経路１４から取り出された中温の給湯水、もしくは貯湯タンク１１の上部から取り出された高温の給湯水のいずれか一つの給湯水が流通するように制御している。
【００８１】
より具体的には、図２に示すフローチャートに基づいて暖房運転を説明する。まず、図２に示すように、ステップ４１０にて、図示しない暖房運転スイッチがＯＮ操作されたか否かで判定する。ここで、暖房運転スイッチがＯＮ操作しておれば制御処理が開始され、ＯＦＦであれば待機している。
【００８２】
そして、暖房運転の制御処理が開始されば、ステップ４２０にて、貯湯サーミスタ５１ａ〜５１ｆで検出した貯湯タンク１１の中間部近傍の貯湯温度が所定値未満であるか否かを判定する。つまり、貯湯タンク１１の中間部近傍に貯湯された給湯水が中温（例えば、４０℃程度）以上の給湯水であるかを監視しており、ここで、中間部近傍の貯湯温度が所定値（例えば、４０℃程度）未満であればステップ４３０に移行し、所定値以上であればステップ４７０に移行する。
【００８３】
そして、ステップ４３０にて、暖房運転が立ち上げ状態であるか否かを判定する。具体的には、温度センサ５３で検出された水ブライン熱交換器３４を流出するブラインの出口温度の温度変化により過度状態であれば立ち上げ状態であると判定し、温度変化が安定状態であれば立ち上げ状態でないと判定している。つまり、暖房運転を開始した直後からの過度状態であるか否かを監視している。
【００８４】
ここで、立ち上げ状態であれば、ステップ４４０にて、ヒートポンプ熱源機２０を作動させて高温（例えば、９０℃程度）の沸き上げ運転を行うとともに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温の給湯水を直接ブライン加熱回路Ｋ２に流通させる制御を行う。
【００８５】
ここで、立ち上げ状態でなければ、ステップ４５０にて、ヒートポンプ熱源機２０を作動させて中温（例えば、４０〜６０℃程度）の沸き上げ運転を行うとともに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた中温の給湯水を直接ブライン加熱回路Ｋ２に流通させる制御を行う。
【００８６】
言い換えれば、ステップ４２０にて、貯湯温度が所定値未満であるため貯湯タンク１１内の中間部近傍に貯湯された給湯水を用いることができないため、ステップ４４０もしくはステップ４５０にて給湯用流体加熱回路Ｋ１で沸き上げた給湯水を直接ブライン加熱回路Ｋ２側に流通させて直接暖房を行う制御処理である。
【００８７】
ところで、このステップ４４０、４５０にて直接暖房を行うときにおいて、ブライン加熱回路Ｋ２を流通する流量は、水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂを流出するブラインの出口温度が目標出口温度となるように制御される流量である。
【００８８】
一方、給湯用流体加熱回路Ｋ１に流通する給湯水の流量は、水熱交換器２２を流出する給湯水沸き上げ温度が目標沸き上げ温度となるように制御される流量である。つまり、ブライン加熱回路Ｋ２に流通する流量と給湯用流体加熱回路Ｋ１に流通する流量とは異なっている。従って、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量とブライン加熱回路Ｋ２側の流量との関係で作用が異なる。
【００８９】
そこで、本実施形態では、給湯用流体加熱回路Ｋ１に流通する流量がブライン加熱回路Ｋ２に流通する流量よりも多いときには、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク１１内に貯湯するように構成し、給湯用流体加熱回路Ｋ１に流通する流量がブライン加熱回路Ｋ２に流通する流量よりも少ないときには、貯湯タンク１１に貯湯された高温または中温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成している。
【００９０】
より具体的には、給湯用流体加熱回路Ｋ１に設けた二つの流量調節手段１６、１７の開度を制御して対応しているので順に説明する。まず、ステップ４４０にて、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量が暖房必要流量であるブライン加熱回路Ｋ２側の流量よりも多い時には、図１に示すように、二つの流量調節手段１６、１７の開度を制御している。
【００９１】
より具体的には、第１流量調節手段１６を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第２流量調節手段１７を水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４の分岐点Ａとを連通する開度に切り換える。これにより、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）されるとともに、第１流量調節手段１６により給湯用流体加熱回路Ｋ１側の余剰の給湯水が貯湯タンク１１の上部に吐出（図中に示す矢印ｃ）される。つまり、高温の余剰の給湯水が貯湯タンク１１の上部に貯湯される。
【００９２】
そして、給湯用流体加熱回路Ｋ１、ブライン加熱回路Ｋ２、およびブライン循環回路Ｂｊにおいて、図中の回路上に示す矢印のように、給湯水、ブラインが循環されることになる。以上のような作動により、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通するとともに、貯湯タンク１１の上部に高温の余剰の給湯水が貯湯される。
【００９３】
これにより、水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに高温の給湯水が流通されることで、水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂに流通するブラインが所定温度に達する立ち上がり特性が良好となる。さらに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた余剰となる高温の給湯水が貯湯タンク１１内に貯えることができる。
【００９４】
次に、ステップ４４０にて、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量がブライン加熱回路Ｋ２側の流量よりも少ないときには、図３に示すように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７の開度はそのままの状態を保つように制御している。
【００９５】
この場合には、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）されるとともに、貯湯タンク１１上部に貯湯された高温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｃ）される。つまり、ブライン加熱回路Ｋ２側の不足分は貯湯タンク１１内から流出されることになる。
【００９６】
そして、ステップ４４０にて、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量がブライン加熱回路Ｋ２側の流量と略等しくなったときは、図４に示すように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７の開度はそのままの状態を保つように制御している。
【００９７】
この場合には、貯湯タンク１１の上部とブライン加熱回路Ｋ２側とが連通（図中に示す破線ｃ）されているが、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた高温の給湯水が全てブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）される。
【００９８】
そして、立ち上げ状態が経過すると、ステップ４３０にて、温度センサ５３で検出された水ブライン熱交換器３４を流出するブラインの出口温度の温度変化が安定状態になると、ステップ４５０に移行する。
【００９９】
ステップ４５０では、高温（例えば、９０℃程度）の沸き上げ運転から中温（例えば、４０〜６０℃程度）の沸き上げ運転に切り換える運転モードある。ここでも、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量とブライン加熱回路Ｋ２側の流量との関係で作用が異なる。
【０１００】
まず、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量がブライン加熱回路Ｋ２側の流量よりも多い時には、図５に示すように、第２流量調節手段１７を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第１流量調節手段１６を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。つまり、第１流量調節手段１６を水熱交換器２２の流出側と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとを連通する開度に制御する。
【０１０１】
これにより、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた中温（例えば、４０〜６０℃程度）の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）されるとともに、第２流量調節手段１７により給湯用流体加熱回路Ｋ１側の余剰の給湯水が中温取り出し経路１４に吐出される。
【０１０２】
そして、中温取り出し経路１４の下流となる貯湯タンク１１の中間部に中温の給湯水が貯湯される（図中に示す矢印ｃ）。従って、水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに中温の給湯水が流通されることで、高温の給湯水よりも温度が低下することでブライン加熱回路Ｋ２側の熱損失の低下が図れる。しかも、ステップ４４０よりも、ヒートポンプ熱源機２０の沸き上げ温度を低下させることでＣＯＰの向上が図れる。
【０１０３】
なお、この場合において、ブライン加熱回路Ｋ２側の流量を低下させても、水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂを流出するブラインの出口温度が目標出口温度を超えるときは、第２流量調節手段１７を中間開度ではなく、ブライン加熱回路Ｋ２側に通ずる他方の経路を絞るように制御すると良い。
【０１０４】
そして、ステップ４５０にて、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量がブライン加熱回路Ｋ２側の流量よりも少ないときには、図６に示すように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７の開度はそのままの状態を保つように制御している。
【０１０５】
この場合には、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた中温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）されるとともに、中温取り出し経路１４を介して貯湯タンク１１中間部に貯湯された中温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｃ）される。つまり、ブライン加熱回路Ｋ２側の不足分は貯湯タンク１１内の中間部から流出されることになる。
【０１０６】
そして、ステップ４５０にて、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量がブライン加熱回路Ｋ２側の流量と略等しくなったときは、図７に示すように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７の開度はそのままの状態を保つように制御している。
【０１０７】
この場合には、貯湯タンク１１の中間部とブライン加熱回路Ｋ２側とが連通（図中に示す破線ｃ）されているが、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた中温の給湯水が全てブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）される。
【０１０８】
以上のステップ４４０、４５０では、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量とブライン加熱回路Ｋ２側の流量との関係により、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量に過不足が生ずるが、その過不足を貯湯タンク１１で吸収、放出の調節が容易にできる。つまり、貯湯タンク１１で過不足をカバーすることができる。
【０１０９】
次に、ステップ４６０（図２参照）にて、貯湯サーミスタ５１ａ〜５１ｆで検出した貯湯タンク１１の中間部近傍の貯湯温度が所定値以上であるか否かを判定する。つまり、ステップ４４０もしくはステップ４５０にて、ブライン加熱回路Ｋ２側が作動されることで貯湯タンク１１内に中温の給湯水が戻されることになるため、この貯湯温度を監視して貯湯温度が所定値未満の時にはヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させている。ここで、貯湯温度が所定値以上であればステップ４７０に移行する。
【０１１０】
そして、ステップ４７０にて暖房運転が立ち上げ状態であるか否かを判定した後に、立ち上げ状態であれば、ステップ４８０にて、貯湯タンク１１内に貯められた高温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させるように制御し、ステップ４７０にて立ち上げ状態でなければ、ステップ４９０にて、貯湯タンク１１内に貯められた中温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させるように制御する。
【０１１１】
より具体的には、ステップ４８０にて、貯湯タンク１１内の高温の給湯水を暖房の熱源として用いるときは、図８に示すように、第１流量調節手段１６を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第２流量調節手段１７を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
【０１１２】
つまり、第２流量調節手段１７では、水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４の分岐点Ａとが連通するように開度を切り換える。これにより、第１流量調節手段１６により貯湯タンク１１の上部と水熱交換器２２の流出側とが連通される。従って、貯湯タンク１１内に貯湯された高温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ａ）される。
【０１１３】
そして、立ち上げ状態が経過すると、ステップ４７０にて、温度センサ５３で検出された水ブライン熱交換器３４を流出するブラインの出口温度の温度変化が安定状態になると、ステップ４９０に移行する。
【０１１４】
ステップ４９０では、貯湯タンク１１内の中温の給湯水を暖房の熱源として用いるモードである。具体的には、図９に示すように、第２流量調節手段１７を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第１流量調節手段１６を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
【０１１５】
つまり、第２流量調節手段１７では、水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４の分岐点Ａとが連通する中間開度に切り換える。また、第１流量調節手段１６では、水熱交換器２２の流出側と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通するように開度を切り換える。
【０１１６】
これにより、第２流量調節手段１７により貯湯タンク１１の中間部と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通される。従って、貯湯タンク１１内に貯湯された中温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ａ、ｂ）される。
【０１１７】
ステップ４７０以降の制御処理によれば、貯湯タンク１１内の中間部近傍に中温以上の給湯水が貯まっているときは、貯湯タンク１１内の給湯水を暖房用の熱源として積極的に用いることができることで、貯湯タンク１１の下方に貯まる給湯水の湯温を低下できる。従って、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げ運転を行うときに水熱交換器２２に流入する流入温度が低下することでＣＯＰの向上が図れる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、ステップ４４０、４５０によって直接暖房を行うときに、給湯用流体加熱回路Ｋ１側とブライン加熱回路Ｋ２側とが連通するように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７の開度を制御するように構成したが、これに限らず、図１０に示すように、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク１１中間部に貯湯するように構成しても良い。
【０１１９】
具体的には、一方の第１流量調節手段１６を貯湯タンク１１上部と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通する中間開度に切り換える。他方の第１流量調節手段１６を水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４の分岐点Ａとが連通する開度に切り換える。
【０１２０】
従って、水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の上部とが連通されるとともに、水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４とが連通される。これにより、直接暖房運転開始時における沸き上げ温度が低いときに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水が中温取り出し経路１４を経由して貯湯タンク１１の中間部もしくは下部に流通（図中に示す矢印ｂ）されるとともに、貯湯タンク１１上部の高温の給湯水が水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに流通（図中に示す矢印ｃ）される。
【０１２１】
なお、このときに、三方弁１５は、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた沸き上げ温度に応じて導出口１１ｅもしくは導出口１１ｆのいずれか一方を選択するように制御されている。
【０１２２】
以上の制御処理によれば、直接暖房を行うときの暖房運転開始直後であっても、いち早くブライン加熱回路Ｋ２側に高温の給湯水を流通させることができるため暖房器３１の立ち上がり特性が良好となる。
【０１２３】
次に、貯湯運転のときの作動について説明する。図１１はヒートポンプ熱源機２０を運転させて貯湯タンク１１内に高温の給湯水を貯湯するときの説明図であり、このときは、図１１に示すように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７のそれぞれを一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
【０１２４】
つまり、第１、第２流量調節手段１６、１７を水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の上部とが連通されるように開度を切り換える。これにより、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水が貯湯タンク１１の上部に吐出（図中に示す矢印ｂ）される。なお、このときのヒートポンプ熱源機２０は高温の給湯水を沸き上げている。
【０１２５】
この貯湯運転のときに、暖房運転開始時において、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときは、図１２に示すように、第２流量調節手段１７を水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４とが連通する開度に切り換えても良い。
【０１２６】
これにより、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水が中温取り出し経路１４を経由して貯湯タンク１１の中間部もしくは下部に流通（図中に示す矢印ｂ）される。従って、高温の給湯水を貯湯する貯湯運転における暖房運転開始時に、沸き上げ温度の低い給湯水を貯湯タンク１１上部の高温の給湯水に混入することを防止できる。
【０１２７】
次に、凍結防止運転のときの作動について説明する。図１３に示すように、二つの第１、第２流量調節手段１６、１７のそれぞれを一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。つまり、第１、第２流量調節手段１６、１７を水熱交換器２２の流出側と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通されるように開度を切り換える。
【０１２８】
そして、この場合には、ヒートポンプ熱源機２０を停止させた状態で給湯水循環ポンプ２６、熱源水循環ポンプ３２を作動させる。これにより、水熱交換器２２の流出側を通過した低温の給湯水が水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに流通（図中に示す矢印ｂ）される。
【０１２９】
従って、水熱交換器２２の流出側を通過した低温の給湯水が貯湯タンク１１内に貯えられた給湯水に混入することなく給湯用流体加熱回路Ｋ１側からブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ）させて貯湯タンク１１下部に戻るように循環することができる。
【０１３０】
なお、ここでは、ブライン加熱回路Ｋ２側を含めて給湯用流体加熱回路Ｋ１側を凍結防止運転させたが、これに限らず、ブライン加熱回路Ｋ２側を除くときには、上述した図１２に示すように、第２流量調節手段１７により水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４とが連通する開度に切り換えてブライン加熱回路Ｋ２側の凍結防止運転を行っても良い。
【０１３１】
以上の第１実施形態による貯湯式給湯暖房装置によれば、給湯用流体加熱回路Ｋ１を、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水、中温水取り出し経路１４から取り出された中温の給湯水、もしくは貯湯タンク１１の上部から取り出された高温の給湯水のいずれかをブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成している。
【０１３２】
これにより、貯湯タンク１１内の中温の給湯用流体を積極的に暖房用の熱源として用いることができる。これにより、ヒートポンプ熱源機２０の沸き上げ運転を行うときに、中温の給湯用流体の残湯量が低下することでヒートポンプ熱源機２０のＣＯＰを向上させることができる。
【０１３３】
また、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成したことにより、ヒートポンプ熱源機２０の沸き上げ温度を暖房器３１に応じた沸き上げ温度に低下させることができる。
【０１３４】
例えば、暖房器３１が床暖房装置であれば、ブライン加熱回路Ｋ２側に流通する給湯水を中温（例えば、４０〜６０℃程度）の沸き上げ運転を行えば良い。これにより、高温の給湯水よりも沸き上げ温度を低下させることでヒートポンプ熱源機２０のＣＯＰを向上させることができる。
【０１３５】
なお、高温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させるときは、例えば、ブライン加熱回路Ｋ２側が暖房運転開始直後の立ち上がりのときに高温の給湯水を用いることで暖房器１０の立ち上がり特性が良好となる。
【０１３６】
また、給湯用流体加熱回路Ｋ１は、貯湯タンク１１内の貯湯温度が所定値未満のときに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成し、貯湯タンク１１内の貯湯温度が所定値以上のときに、貯湯タンク１１に貯湯された高温または中温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成している。
【０１３７】
これにより、貯湯タンク１１内の中温の貯湯量に基づいて、ブライン加熱回路Ｋ２側で給湯水を用いることができる。特に、貯湯タンク１１に中温の給湯水が多量にあれば積極的に暖房器３１側に使用することができる。
【０１３８】
また、貯湯量に余裕がなければ、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に直接流通させることができるため、暖房器３１に応じた沸き上げ温度による沸き上げ運転を行うことで高温のときよりも低めの沸き上げ温度で運転できるのでヒートポンプ熱源機２０のＣＯＰを向上させることができる。
【０１３９】
また、ブライン加熱回路Ｋ２を流通する流量は、水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂを流出するブラインの出口温度が目標出口温度となるように制御される流量であり、給湯用流体加熱回路Ｋ１を流通する流量は、水熱交換器２２を流出する給湯水の沸き上げ温度が目標沸き上げ温度となるように制御される流量であり、その給湯用流体加熱回路Ｋ１に流通する流量がブライン加熱回路Ｋ２に流通する流量よりも多いときに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯用流体を貯湯タンク１１内に貯湯するように構成し、給湯用流体加熱回路Ｋ１に流通する流量がブライン加熱回路Ｋ２に流通する流量よりも少ないときに、貯湯タンク１１に貯湯された高温または中温の給湯用流体をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成している。
【０１４０】
これによれば、暖房側に流通させる給湯水をヒートポンプ熱源機２０で沸き上げ運転を行うと、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量とブライン加熱回路Ｋ２側の流量とが異なる。従って、給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量に過不足が生ずるが、その過不足を貯湯タンク１１で吸収、放出の調節が容易にできる。つまり、貯湯タンク１１で過不足をカバーすることができる。
【０１４１】
また、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させるときに、貯湯タンク１１に貯湯された高温の給湯水よりも低い沸き上げ温度で沸き上げることにより、高温の給湯水よりも沸き上げ温度を低下させることができるのでヒートポンプ熱源機２０のＣＯＰを向上させることができる。
【０１４２】
また、給湯用流体加熱回路Ｋ１には、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側および貯湯タンク１１の上部側の少なくとも一方に流通する流量を調節もしくは切り換える第１流量調整手段１６と、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク１１の上部側および中温取り出し経路１４側の少なくとも一方に流通する流量を調節もしくは切り換える第２流量調整手段１７とが設けられている。
【０１４３】
これにより、少なくとも二つの第１、第２流量調整手段１６、１７として、例えば、比例弁を設けることで、ブライン加熱回路Ｋ２側に流通させるいずれか一方の給湯水の選択が容易にできる。
【０１４４】
また、中温水取り出し経路１４は、貯湯タンク１１の下部と、貯湯タンク１１の中間部とから中温の給湯用流体を取り出すように配設され、その下部もしくは中間部のいずれか一方を選択できるように構成したことにより、貯湯タンク１１内に貯湯量が多いときは、貯湯タンク１１の下部に中温の給湯水が貯湯され、貯湯タンク１１内に貯湯量が少ないときは、貯湯タンク１１の中間部に中温の給湯水が貯湯される。従って、より効果的に、貯湯タンク１１から中温の給湯水を取り出すことができる。これにより、中温の給湯水を暖房用に積極的に使用できる。
【０１４５】
また、給湯用流体加熱回路Ｋ１は、凍結運転のときに、水熱交換器２２を流出した低温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成したことにより、給湯用流体加熱回路Ｋ１側から貯湯タンク１１の上部、および中温水取り出し経路１４に流出することなくブライン加熱回路Ｋ２側に流通されることで、貯湯タンク１１内に貯えられた給湯水の熱量を低下させることなく、給湯用流体加熱回路Ｋ１およびブライン加熱回路Ｋ２の凍結防止運転が容易に行うことができる。
【０１４６】
また、給湯用流体加熱回路Ｋ１は、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を中温水取り出し経路１４側に流通するように構成したことにより、ヒートポンプ熱源機２０において、沸き上げ運転の開始直後では沸き上げ温度が低いときがあるが、中温水取り出し経路１４側に流通することで貯湯タンク１１内の高温の給湯水に混入することを防止できる。
【０１４７】
また、給湯用流体加熱回路Ｋ１は、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときに、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を中温水取り出し経路１４側に流通するように構成し、貯湯タンク１１の上部から取り出された高温の給湯用流体をブライン加熱回路Ｋ２側に流通するように構成した。
【０１４８】
これにより、沸き上げ運転の開始直後では沸き上げ温度が低いときがあるが、高温の給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させることで暖房器３１の立ち上がり特性が良好とすることができる。
【０１４９】
また、ヒートポンプ熱源機２０は、高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成されていることにより、高温、例えば、約９０℃の給湯水を貯湯タンク１１内に貯えることができる。
【０１５０】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、第２流量調節手段１７の他方の経路に接続される中温取り出し経路１４を、高中温混合弁１８と貯湯タンク１１縦方向の略中間部、およびその中間部下方の下部に形成された導出口１１ｅ、１１ｆとの間に設けられる中温取り出し経路１４に分岐させて第２流量調節手段１７に接続するように構成したが、これに限らず、図１４に示すように、別体の中温取り出し経路１４を設け、その先端に第２流量調節手段１７に接続し、貯湯タンク１１縦方向の略中間部に設けられた導出口１１ｆに接続するように構成しても良い。
【０１５１】
（第３実施形態）
以上の実施形態では、給湯用流体加熱回路Ｋ１において、水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の吐出口１１ｂとの間に、水熱交換器２２の流出側、第２流量調節手段１７、第１流量調節手段１６、貯湯タンク１１の吐出口１１ｂの順に配設するように構成したが、これに限らず、水熱交換器２２の流出側、第１流量調節手段１６、第２流量調節手段１７、貯湯タンク１１の吐出口１１ｂの順に配設するように構成しても良い。
【０１５２】
より具体的には、図１５に示すように、第１流量調節手段１６を一方の経路に水熱交換器２２の流出側を接続し、他方の経路の一方をブライン加熱回路Ｋ２側に接続し、他方の経路のもう一方を第２流量調節手段１７の他方の経路の一方に接続する。そして、第２流量調節手段１７の一方の経路を中温取り出し経路１４側に接続し、第２流量調節手段１７の他方の経路のもう一方を貯湯タンク１１の吐出口１１ｂ側に接続する。
【０１５３】
つまり、一方の第２流量調節手段１７は、中温取り出し経路１４から取り出した給湯水もしくは貯湯タンク１１の上部から取り出した給湯水のいずれか一方が第１流量調節手段１６に流通するように切り換えられる。他方の第１流量調節手段１６は、水熱交換器２２を流出した給湯水を水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに流通させるか、第２流量調節手段１７側に流通するように切り換えられる。
【０１５４】
これにより、これら二つの流量調節手段１６，１７を水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の吐出口１１ｂとの間に配設することで、水熱交換器２２の流出側と、ブライン加熱回路Ｋ２、貯湯タンク１１の上部、および貯湯タンク１１の中間部とが連通することができる。従って、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに流通させることができる。
【０１５５】
または、貯湯タンク１１の上部の高温の給湯水もしくは貯湯タンク１１の中間部の中温の給湯水を水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａに流通させることができる。
【０１５６】
（第４実施形態）
以上の実施形態では、給湯用流体加熱回路Ｋ１において、水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の吐出口１１ｂとの間に、水熱交換器２２の流出側、第２流量調節手段１７、第１流量調節手段１６、貯湯タンク１１の吐出口１１ｂの順に配設するように構成したが、これに限らず、図１６に示すように、第１流量調節手段１６を水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の吐出口１１ｂとの間に配設し、第２流量調節手段１７を中温取り出し経路１４の分岐点Ａと水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとを繋ぐ間に配設し、第２流量調節手段１７の一方の経路と第１流量調節手段１６の他方の経路のもう一方とを繋ぐように構成しても良い。
【０１５７】
図１６は中温（例えば、４０〜６０℃程度）の沸き上げ運転による暖房運転における給湯用流体加熱回路Ｋ１側の流量がブライン加熱回路Ｋ２側の流量よりも多いときである。つまり、上述の図５の運転モードと同じであって、より具体的には、図１６に示すように、第２流量調節手段１７を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第１流量調節手段１６を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
【０１５８】
つまり、一方の第１流量調節手段１６を水熱交換器２２の流出側と第２流量調節手段１７の一方の経路と連通する開度に切り換える。他方の第２流量調節手段１７を中温取り出し経路１４の分岐点Ａと水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通する中間開度に切り換える。
【０１５９】
これにより、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた中温（例えば、４０〜６０℃程度）の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ｂ、ｃ）されるとともに、第２流量調節手段１７により給湯用流体加熱回路Ｋ１側の余剰の給湯水が中温取り出し経路１４に吐出（図中に示す矢印ｄ）される。
【０１６０】
そして、中温取り出し経路１４の下流となる貯湯タンク１１の中間部に中温の給湯水が貯湯される）。なお、この場合において、ブライン加熱回路Ｋ２側の流量を低下させても、水ブライン熱交換器３４の２次側流路３４ｂを流出するブラインの出口温度が目標出口温度を超えるときは、第２流量調節手段１７を中間開度ではなく、ブライン加熱回路Ｋ２側に通ずる他方の経路を絞るように制御すると良い。
【０１６１】
ところで、以上の実施形態では、貯湯タンク１１内の中温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路Ｋ２側に流通させているときに、図９に示すように、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げた給湯水を貯湯タンクに貯湯する貯湯運転を行うことができなかったが、本実施形態では、貯湯タンク内の給湯水を用いた暖房運転と貯湯タンク１１内に高温の給湯水を貯湯する貯湯運転が同時に行うことができる。
【０１６２】
より具体的には、図１７に示すように、第１流量調節手段１６を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換えるとともに、第２流量調節手段１７を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換える。
【０１６３】
つまり、一方の第１流量調節手段１６を水熱交換器２２の流出側と貯湯タンク１１の吐出部１１ｂとが連通されるように切り換える。これにより、給湯用流体加熱回路Ｋ１とブライン加熱回路Ｋ２とが閉塞される。つまり、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水を貯湯タンク１１の吐出部１１ｂに貯湯（図中に示す矢印ｄ）することができる。
【０１６４】
また、この場合には、高温（９０℃）の沸き上げ温度で、かつ最大の加熱能力で沸き上げ運転をさせて貯湯運転を行うように制御される。従って、例えば、暖房運転を行っているときに、貯湯タンク１１内の貯湯量が所定値未満であったときに、暖房運転と同時に貯湯運転ができる。
【０１６５】
さらに、他方の第２流量調節手段１７を中温取り出し経路１４と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通する中間開度に切り換える。これにより、中温取り出し経路１４を介して貯湯タンク中間部に貯湯された中温の給湯水がブライン加熱回路Ｋ２側に流通（図中に示す矢印ａ、ｂ）される。従って、貯湯タンク１１内に貯えられた中温の給湯水を用いて暖房することができる。
【０１６６】
ところで、ブライン加熱回路Ｋ２に流通させる貯湯タンク中間部の給湯水は、水ブライン熱交換器３４から流出するブラインの目標出口温度近傍以上の給湯水が三方弁１５によって、導出口１１ｅもしくは一方の導出口１１ｆのいずれか一方を選択するようにすると良い。
【０１６７】
なお、本実施形態では、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水をブライン加熱回路Ｋ２側に流通させるか、または貯湯タンク１１内の中温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路Ｋ２側に流通させたが、これに限らず、貯湯タンク１１上部の高温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路Ｋ２側に流通させることもできる。
【０１６８】
より具体的には、図１８に示すように、第１流量調節手段１６を他方の経路が互いに連通する中間開度に切り換えるとともに、第２流量調節手段１７を一方の経路といずれか他方の経路が連通する開度に切り換える。
【０１６９】
つまり、一方の第１流量調節手段１６を第２流量調節手段１７の一方の経路と貯湯タンク１１上部とが連通される中間開度に切り換える。他方の第２流量調節手段１７を水熱交換器２２の流出側と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通される開度に切り換える。
【０１７０】
これにより、第２流量調節手段１７により中温取り出し経路１４側とブライン加熱回路Ｋ２側とが閉塞される。第１、第２流量調節手段１６、１７により貯湯タンク１１上部と水ブライン熱交換器３４の１次側流路３４ａとが連通（図中に示す矢印ａ、ｂ、ｃ）される。従って、貯湯タンク１１上部の高温の給湯水を暖房の熱源としてブライン加熱回路Ｋ２側に流通することができる。
【０１７１】
次に、暖房運転開始時におけるヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水の沸き上げ温度が低いときには、水熱交換器２２の流出側と中温取り出し経路１４の分岐点Ａとが連通するように第１流量調節手段１６と第２流量調節手段１７とを切り換えるように構成しても良い。
【０１７２】
具体的には、図１９に示すように、第１流量調節手段１６を第２流量調節手段１７の一方の経路に流通するように切り換え、第２流量調節手段１７を一方の経路と中温取り出し経路１４の分岐点Ａとが連通するように切り換える。
【０１７３】
これにより、ヒートポンプ熱源機２０で沸き上げられた給湯水が貯湯タンク１１の中間部に流通（図中に示す矢印ｂ、ｃ）される。従って、沸き上げ温度が目標沸き上げ温度よりも低いときは、貯湯タンク１１の中間部に戻される。なお、このときは、沸き上げ温度の低い給湯水を貯湯タンク１１上部の高温の給湯水に混入することを防止できる。
【０１７４】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、流量調節手段１６，１７を一方の経路といずれか他方の経路との連通割合を可変する比例弁を用いたが、これに限らず、給湯用流体加熱回路Ｋ１、ブライン加熱回路Ｋ２、貯湯タンク１１の上部、および貯湯タンク１１の中間部との連通を必要に応じて切り換えることができる切換弁であっても良い。
【０１７５】
また、以上の実施形態では、ヒートポンプ熱源機２０を高温側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルから構成させたが、これに限らず、例えば、フロン冷媒を用いた一般的なヒートポンプサイクルで構成しても良い。また、減圧器として膨張弁２３を用いたが、エジェクタを含めて他の減圧器を用いたヒートポンプサイクルでも良い。
【０１７６】
また、以上の実施形態では、暖房ユニット３０として、一つの床暖房装置を暖房器３１として構成させて適用させたが、これに限らず、接続する暖房器３１の種類や数量などの構成は異なるものであっても良い。また、制御装置４０は、タンクユニット１０、ヒートポンプ熱源機２０、および暖房ユニット３０を別々に制御するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の第１実施形態における貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図であり、高温沸き上げ運転における加熱側流量が暖房必要流量よりも大きいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態における制御装置４０による暖房運転の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】高温沸き上げ運転における加熱側流量が暖房必要流量よりも小さいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図４】高温沸き上げ運転における加熱側流量と暖房必要流量とが等しいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図５】中温沸き上げ運転における加熱側流量が暖房必要流量よりも大きいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図６】中温沸き上げ運転における加熱側流量が暖房必要流量よりも小さいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図７】中温沸き上げ運転における加熱側流量と暖房必要流量とが等しいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図８】貯湯タンク内の高温の給湯水を用いたときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図９】貯湯タンク内の中温の給湯水を用いたときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１０】直接暖房運転開始時における沸き上げ温度が低いときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１１】貯湯タンク内に高温の給湯水を貯湯するときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１２】貯湯運転の開始時における沸き上げ温度が低いときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１３】凍結防止運転のときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態における貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図である。
【図１６】本発明の第４実施形態における貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図であり、中温沸き上げ運転における加熱側流量が暖房必要流量よりも大きいときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１７】本発明の第４実施形態における高温貯湯運転および貯湯タンク内の中温の給湯水を用いたときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１８】本発明の第４実施形態における貯湯タンク内の高温の給湯水を用いたときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図１９】本発明の第４実施形態における直接暖房運転開始時における沸き上げ温度が低いときの給湯水の流れ方向を示す説明図である。
【図２０】従来技術における貯湯式給湯暖房装置の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１１…貯湯タンク
１４…中温取り出し経路
１６…第１流量調整手段
１７…第２流量調整手段
２０…ヒートポンプ熱源機
２１…圧縮機
２２…水熱交換器（放熱器）
３１…暖房器
３４…水ブライン熱交換器
３４ａ…１次側流路
３４ｂ…２次側流路
Ｂｊ…ブライン循環回路
Ｋ１…給湯用流体加熱回路
Ｋ２…ブライン加熱回路
【図１】
0005245217.tif 000002
【図２】
0005245217.tif 000003
【図３】
0005245217.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005245217.tif 000006
【図６】
0005245217.tif 000007
【図７】
0005245217.tif 000008
【図８】
0005245217.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005245217.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005245217.tif 000013
【図１３】
0005245217.tif 000014
【図１４】
0005245217.tif 000015
【図１５】
0005245217.tif 000016
【図１６】
0005245217.tif 000017
【図１７】
0005245217.tif 000018
【図１８】
0005245217.tif 000019
【図１９】
0005245217.tif 000020
【図２０】
0005245217.tif 000021